作者单位
摘要
1 四川省分析测试服务中心,四川 成都 610015
2 四川省科学器材公司,四川 成都 610015
快速、准确地诊断寄生虫感染对防治导致全球数百万人死亡的寄生虫病至关重要。然而,中低收入国家缺乏常规显微镜是其有效管理寄生虫病的障碍之一,这就导致对低成本诊断设备的需求在不断增加。由于智能手机具有捕获和处理图像等功能,基于智能手机的显微镜为昂贵的传统显微镜提供了经济高效的替代品。总结了近15年来基于智能手机的显微诊断设备的发展,特别是其在寄生虫病诊断方面的应用,并根据光学设计方法对已有研究工作进行了分类,讨论了它们的优点和缺点,并提出了其未来的发展需求。
寄生虫疾病 智能手机 显微镜 诊断 parasitic diseases smartphone microscopy diagnosis. 
光学仪器
2023, 45(6): 76
作者单位
摘要
西南大学 物理科学与技术学院,重庆 400715
“刚体转动惯量的测量”是全国大多数高校大学物理实验课程的必做项目。传统方法是利用光电门和智能计时计数器来测定刚体转动过程中的角加速度,并根据公式计算出转动惯量。但该方法存在仪器组成复杂、角加速度测量精度低等问题。该文利用可安装phyphox软件的智能手机终端,调用手机内置传感器来测量刚体的角加速度,最终得到更加精确的转动惯量。新的测量方法表明,智能手机在大学物理实验精度改进上具有成本低、精度高、操作简单等优势,展现了巨大的应用潜力。
智能手机 传感器 phyphox 转动惯量 测量精度 smartphone sensor phyphox moment of inertia measurement accuracy 
实验科学与技术
2023, 21(4): 32
作者单位
摘要
上海理工大学健康科学与工程学院,上海 200093
智能手机构成的生物医学成像系统的应用范围不断拓展,通过设计光学附件适配器,可以扩展系统的成像功能,从而进行医疗临床辅助诊断。智能手机成像系统已在皮肤科、眼科、口腔科及耳鼻喉科、妇科等有广泛应用,并取得良好效果。综述当前基于智能手机的医疗设备成像系统在临床辅助诊断领域的应用情况,分析其成像技术原理和特点,依据在不同科室的应用分析并总结了成像系统的特点,并对其未来发展趋势进行展望,旨在为后续研究和开发基于智能手机的医疗成像系统提供参考。
智能手机成像系统 成像技术 辅助诊断 疾病筛查 适配器 
激光与光电子学进展
2023, 60(20): 2000003
Author Affiliations
Abstract
MOE Key Laboratory of Laser Life Science, & Institute of Laser Life Science, College of Biophotonics South China Normal University, Guangzhou 510631, P. R. China
This work demonstrates a smartphone-based automated fluorescence analysis system (SAFAS) for point-of-care testing (POCT) of Hg(II). This system consists of three modules. The smartphone module is used to provide an excitation light source, and to collect and analyze fluorescent images. The dark box module is applied to integrate the desired optical elements and offers a dark environment. The cost of the integrated dark box mainly includes the upper cover, box body, lower bottom, fixture and some optical elements which is about $109. The chip module is used for fluorescence sensing, which is composed of an upper plate, bottom plate and cloth-based chip. Due to the integration of multiple smartphone functions, the SAFAS eliminates the need for additional power sources, light sources and analysis systems. The dark box and upper and bottom plates are made by 3D printer. The cloth-based chip (about $0.005 for each chip) is fabricated using the wax screen-printing technique, with no need for expensive and complex fabrication equipments. To our knowledge, the cloth-based microfluidic fluorescence detection method combined with smartphone functions is first reported. By using optimal conditions, the designed system can realize the quantitative detection of Hg(II), which has a linear range of 0.001–100μgmL?1 and a detection limit of 0.5ngmL?1. Additionally, the SAFAS has been successfully applied for detecting Hg(II) in actual water samples, with recoveries of 100.1%–111%, RSDs of 3.88%–9.74%, and fast detection time of about 1 min. Obviously, the proposed SAFAS has the advantages of high sensitivity, wide dynamic range, acceptable reproducibility, good stability and low cost. Therefore, it is believed that the presented SAFAS has great potential to perform the POCT of Hg(II) in different water samples.This work demonstrates a smartphone-based automated fluorescence analysis system (SAFAS) for point-of-care testing (POCT) of Hg(II). This system consists of three modules. The smartphone module is used to provide an excitation light source, and to collect and analyze fluorescent images. The dark box module is applied to integrate the desired optical elements and offers a dark environment. The cost of the integrated dark box mainly includes the upper cover, box body, lower bottom, fixture and some optical elements which is about $109. The chip module is used for fluorescence sensing, which is composed of an upper plate, bottom plate and cloth-based chip. Due to the integration of multiple smartphone functions, the SAFAS eliminates the need for additional power sources, light sources and analysis systems. The dark box and upper and bottom plates are made by 3D printer. The cloth-based chip (about $0.005 for each chip) is fabricated using the wax screen-printing technique, with no need for expensive and complex fabrication equipments. To our knowledge, the cloth-based microfluidic fluorescence detection method combined with smartphone functions is first reported. By using optimal conditions, the designed system can realize the quantitative detection of Hg(II), which has a linear range of 0.001–100μgmL?1 and a detection limit of 0.5ngmL?1. Additionally, the SAFAS has been successfully applied for detecting Hg(II) in actual water samples, with recoveries of 100.1%–111%, RSDs of 3.88%–9.74%, and fast detection time of about 1 min. Obviously, the proposed SAFAS has the advantages of high sensitivity, wide dynamic range, acceptable reproducibility, good stability and low cost. Therefore, it is believed that the presented SAFAS has great potential to perform the POCT of Hg(II) in different water samples.
Smartphone automated fluorescence detection cloth-based chip point-of-care testing Hg(II) 
Journal of Innovative Optical Health Sciences
2022, 15(5): 2250028
作者单位
摘要
东南大学 电子科学与工程学院 信息显示与可视化国际合作联合实验室,江苏 南京 210096
以LCD手机为研究载体,采取主观打分与客观测量相结合的评价方法,通过主成分分析法对参数降维,分别探究了不同等级的白场亮度和饱和度在暗环境下对视觉舒适度和视疲劳的影响。结果表明,暗环境下LCD手机最佳白场亮度在50 cd/m2左右,此时带来的视觉舒适度综合最优;当饱和度调整系数低于0.7时,会引起视觉上与生理上的不舒适。同时也发现,白场亮度实验给被试带来了一定程度的视觉疲劳和身体疲劳感,而饱和度实验仅产生了视觉疲劳。
白场亮度 饱和度 LCD手机 视觉舒适度 视疲劳 white level color saturation LCD smartphone visual comfort visual fatigue 
液晶与显示
2022, 37(8): 1008
作者单位
摘要
武夷学院 微电子系,福建 武夷山 354300
为了降低微流分析成本,该文提出了基于智能手机检测压电基片上目标微液滴方法,并开发出相应的应用软件,通过分析微液滴颜色信息和几何信息定位目标微液滴位置,结合分析时间获取微液滴输运速度。为验证提出方法的正确性,以5 μL黑色墨水溶液微液滴为研究对象,进行压电基片上微液滴识别和位置分析实验。结果表明,该文所提方法和开发的应用软件可识别和定位压电基片上微液滴,在功率为27, 5 dBm时,第2~10 s段内微液滴输运速度为0, 416 mm/s。
智能手机 微液滴 识别 定位 压电基片 smartphone microdroplet identify sensing position piezoelectric substrate 
压电与声光
2022, 44(2): 323
作者单位
摘要
南京理工大学 电子工程与光电技术学院,江苏 南京 210094
计算光学显微成像技术将光学编码和计算解码相结合,通过光学操作和图像算法重建来恢复微观物体的多维信息,为显微成像技术突破传统成像能力提供了强大的助力。这项技术的发展得益于现代光学系统、图像传感器以及高性能数据处理设备的优化,同时也被先进的通信技术和设备的发展所赋能。智能手机平台作为高度集成化的电子设备,具有先进的图像传感器和高性能的处理器,可以采集光学系统的图像并运行图像处理算法,为计算光学显微成像技术的实现创造了全新的方式。进一步地,作为可移动通信终端,智能手机平台开放的操作系统和多样的无线网络接入方法,赋予了显微镜灵活智能化操控能力与丰富的显示和处理分析功能,可用于实现各种复杂环境下多样化的生物学检测应用。文中从四个方面综述了基于智能手机平台的计算光学显微成像技术,首先综述了智能手机平台作为光学成像器件的新型显微成像光路设计,接下来介绍了基于智能手机平台先进传感器的计算光学高通量显微成像技术,然后介绍了智能手机平台的数据处理能力和互联能力在计算显微成像中的应用,最后讨论了这项技术现存在的一些问题及解决方向。
智能手机平台 计算光学显微成像 无线传输 即时检验 smartphone platform computational optical microscopy imaging wireless transmission point-of-care testing 
红外与激光工程
2022, 51(2): 20220095
作者单位
摘要
湖南科技大学 机械设备健康维护湖南省重点实验室, 湖南 湘潭 411201
针对智能手机玻璃盖板缺陷检测方法存在检测柔性差、良率低、检测时间长等问题, 提出一种改进YOLOv3的智能手机玻璃盖板缺陷检测方法。在特征提取网络方面增加通道注意力机制以解决缺陷特征不明显的问题, 在特征检测网络方面增加了104×104维度大小的特征图以解决缺陷多尺度的问题, 最后对模型进行剪枝减少模型参数, 提高缺陷检测速度。从智能手机玻璃盖板生产现场获得涵盖崩边、坑点、脏污和划痕等4类缺陷的图片构建缺陷数据集, 对本文提出的方法和Faster R-CNN、YOLOv3、YOLOv4等算法进行对比实验和分析。实验结果表明, 本文提出方法的检测平均精度均值(mean Average Precision, mAP)为81.0%, 检测速度为43.1 fps。相比原始YOLOv3算法, 检测mAP提升了3%, 检测速度增加了6.7 fps, 相比于其他深度学习算法, 检测速度和检测精度均有所提升。所提方法满足智能手机玻璃盖板工业生产现场缺陷高精度、高效检测的需要。
智能手机玻璃盖板 缺陷检测 通道注意力机制 模型剪枝 smartphone cover screen defect detection YOLOv3 YOLOv3 channel attention mechanism model pruning 
液晶与显示
2021, 36(12): 1728
作者单位
摘要
武夷学院 微电子系, 福建 武夷山 354300
为实现现场快速检测及测试结果的远距离共享, 探索了基于智能手机的压电基片上水体中铜离子智慧检测法。声表面波驱动待分析微样液, 比色传感器与微样液中铜离子发生比色反应。智能手机捕获比色图像, 并进行图像颜色空间转换、(L, a, b)(L,a,b值分别代表一种颜色的亮度、红绿色度和黄青色度)颜色分量信息分析及等分细分定位, 确定待分析样液中铜离子浓度, 自行开发了基于智能手机的铜离子检测应用软件,并应用于压电基片上微流分析。标准比色点实验结果表明, 在0~30 mg/dL内,拟合曲线的标准偏差为1.37, 相关系数为0.995。
压电基片 声表面波 智能手机 比色传感器 颜色空间 piezoelectric substrate surface acoustic wave smartphone colorimetric sensor color space 
压电与声光
2021, 43(5): 695
作者单位
摘要
1 南京森林警察学院 信息技术学院, 南京 210023
2 南京森林警察学院 国家林业局森林公安司法鉴定中心 野生动植物物证技术国家林业局重点实验室, 南京 210023
为了解决现场指纹图像采集过程中指纹背景颜色复杂、导致对比度和采集效率较低的问题, 采用智能手机设计了便携式指纹图像采集装置。一方面将手机连接单片机, 电动切换不同波长光源, 获得多光谱图像; 另一方面自动采集不同光源下的指纹图像。为确保指纹图像质量满足后续识别需求, 采用多光谱融合及方向滤波技术对图像进行了增强处理。结果表明, 当光源数目为4时, 采集及处理时间低于1s, 满足现场采集需求; 装置能够有效采集指纹图像并融合增强。该装置具有低成本、自动化及便携性高的优点, 有望在刑侦领域取得广泛应用。
图像处理 指纹图像采集 多光谱图像 智能手机 image processing fingerprint image acquisition multi-spectrum image smartphone 
激光技术
2021, 45(5): 625

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